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La ligne Paray-le-Monial-Lyon dessert les pays charolais et brionnais (sud de la Bourgogne), puis descend la vallée de l'Azergues (Rhône-Alpes) pour rejoindre Lyon. Elle est ainsi surnommée "La ligne de l'Azergues". C'est une ligne au parcours assez difficile, offrant de beaux points de vue sur les paysages traversés.
La ligne supporte un trafic principalement local, mais participe également au trafic transversal entre Lyon et Nantes (via Moulins, Saincaize, Vierzon, Tours).
La construction de ligne fut évoquée dans le plan Freycinet. La déclaration d'utilité publique eut lieu le 25 juillet 1882. L'ouverture à l'exploitation se fit le 4 octobre 1895 pour la section Lozanne-Lamure, et le 1er septembre 1900 pour la section Lamure-Paray. La concession fut attribuée au PLM.
La ligne servait notamment à décharger le trafic marchandises de la ligne Paris-Lyon via Dijon. De nombreuses messageries pour Paris l'empruntaient, d'où le surnom de "ligne des messageries".
En 1995, la seconde voie fut déposée. Une grande partie du trafic voyageurs est en effet déjà assuré par car.
Aujourd'hui, le trafic marchandises est essentiellement constitué de trains transportant des rouleaux d'acier pour les forges de Gueugnon (déchargement en gare de Digoin). Il existe également un transport de bois à partir de Lamure. Des industries sont desservies sur la section Brignais/Givors (depuis le triage de Badan).
En ce qui concerne le trafic voyageurs, le trafic est principalement local (travailleurs et étudiants ; mais aussi cyclo-touristes le week-end, pélerins pour Paray-le-Monial...). La ligne voit aussi passer quotidiennement des TER à destination de Moulins, Nevers, voire Vierzon et Tours (Ligne Lyon-Nantes). Les trains Grandes Lignes ente Lyon et Nantes passent quant à eux par Roanne et Saint-Germain-des-Fossés ; cependant la ligne de l'Azergues sert de trajet de détournement en cas d'interruption du trafic sur cet axe (comme le 14 avril 2005). Sur la section Lozanne / Tassin circulent les TER Lyon Saint-Paul / Lozanne ainsi que sur la section Tassin / Brignais (Liaison St-Paul / Brignais).
L'avenir de cette ligne est incertain. La dépose de la seconde voie, l'absence d'entretien, la fermeture des points de vente, les projets de transport des aciers par route laissent augurer une fermeture proche. A Noter le projet de Tram-train de l'ouest Lyonnais, qui comprendra l'électrification de la Ligne en 1500V entre Lozanne et Brignais, la remise à niveau de l'infrastructure ainsi que la mise en oeuvre de matériel de nouvel génération de tram-train dont la commande à été faite à Alstom en mai 2007. Un raccordement direct sera aussi crée entre les gares d'Ecully Demi-Lune et Piscine d'Alaï, afin d'éviter le rebroussement en gare de Tassin (gain de temps estimé sur le trajet Lyon St-Paul / Brignais environ 6min)
Néanmoins, le projet d'une électrification et du rétablissement de la seconde est périodiquement avancé ! Ce projet d'inscrirait dans le cadre d'une rénovation de la ligne transversale Lyon-Nantes et du délestage de l'artère impériale, mais est en concurrence avec l'électrification la ligne Saint-Germain-au-Mont-d'Or-Saint-Germain-des-Fossés via Roanne. Toujours dans le projet du tram-train de l'est Lyonnais, certains évitements devrait etre remis en service entre Lozanne et Tassin pour renforcer la capacité de la ligne. Idem à l'arrivée sur Brignais qui sera partiellement remise à double voie.
La ligne relie la Loire au Rhône, séparés par les Monts du Beaujolais, d'où un profil en cloche avec des pentes marquées : 240m d'altitude à Paray-le-Monial, 530m au col des Echarmeaux, 200m à Lozanne.
Outre de nombreux ouvrages d'art, les fortes pentes de la vallée de l'Azergues ont conduit la ligne à faire une boucle sur elle-même (boucle de Claveisolles). La ligne s'engage dans une vallée adjacente, et rejoint la vallée de l'Azergues par un tunnel de 1262m qui débouche à l'aplomb de la partie amont de la ligne. La section Lozanne / Brignais présente également de fortes déclivités et des courbes resserées. (image).
Ligne à voie unique (depuis 1995), non électrifiée, équipée du block manuel. Il est à noter que les 65km de Paray à Lamure forment un unique canton, le plus long de France !. On passe au block automatique sur Lozanne / Brignais. Cette section est dotée de plusieurs evitements et gares (Charpenay, Tassin, Brignais) qui sont télécommandés depuis le poste d'aiguillage PRCI de Tassin. Elle est egalement en voie unique. A noter que plusieurs voies sont sous caténaires 1500V en gare de Tassin (Section electrifiée Lyon St-Paul/Charbonniéres) mais hors tension depuis 1985 et jamais réellement utilisé (uniquement autorails diesels).
La vitesse est limitée entre 80 et 100 km/h selon les sections entre Paray et Brignais. La section Brignais/Givors est limités à 30 km/h
En tout, la ligne présente 11 tunnels et 10 viaducs.
Autrefois, la ligne de l'Azergues croisait la Ligne Roanne-Chalon-sur-Saône à La Clayette. S'y branchait aussi le Tacot de Monsols, voie métrique en direction de Monsols, exploitée par la RSL (Chemins de fer départementaux du Rhône et de Saône-et-Loire). A Légny, la ligne croisait le Tacot de Tarare, voie métrique qui reliait Villefranche-sur-Saône à Tarare et était exploitée par les CFB (Chemins de Fer du Beaujolais).
| km | Gare |
| 0 | Paray-le-Monial |
| 8 | Lugny-lès-Charolles |
| 13 | Saint-Julien-Changy |
| 18 | Dyo |
| 28 | La Clayette-Baudemont |
| 33 | Chassigny |
| 35 | Mussy-sous-Dun |
| 39 | Chauffailles |
| 45 | Belleroche-Belmont |
| 49 | Tunnel des Écharmeaux |
| 51 | Poule |
| 60 | Claveisolles |
| 61 | Boucle de Claveisolles |
| 62 | Saint-Nizier-d'Azergues |
| 65 | Lamure-sur-Azergues |
| 69 | Chambost-Allières |
| 72 | Saint-Just-d'Avray |
| 75 | Chamelet |
| 79 | Ternand |
| 81 | Saint-Laurent-d'Oingt |
| 85 | Bois-d'Oingt-Légny |
| 87 | Le Breuil |
| 90 | Chessy |
| 92 | Châtillon-d'Azergues |
| 95 | Lozanne |
| LEGENDE |
| Gare désaffectée |
| Arrêt (fréquence faible) |
| Ouvage d'art |
| Gare principale |
Horaires (avec tous les arrêts de car entre Lamure et Lozanne)
De Paray à Lyon, entre trois et cinq trains (dans chaque sens) circulent par jour. Un seul s'arrête en gares de Poule, Chamelet, Chessy et Châtillon-d'Azergues. Une grande partie du trafic s'effectue par car, notamment entre Lamure et Lozanne.
Dans certaines gares (Chauffailles), il n'y a plus aucun point de vente de billets en gare. Si l'argument invoqué est la faible rentabilité de tels points de vente, leur fermeture entraîne un déficit de recettes de la ligne, les contrôleurs n'ayant pas le temps de fournir des billets à tous les passagers.
Depuis Lyon-Part-Dieu :
(en 2006)